概述

礦井副井提升系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的“咽喉”。礦井人員、材料、設(shè)備、等提升任務(wù)均由罐籠來(lái)完成。罐籠高質(zhì)量高效率的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到人員和設(shè)備的安全及提升效率。

以下分別介紹自動(dòng)罐簾門(mén)、自動(dòng)阻車(chē)器、無(wú)線視頻監(jiān)控及語(yǔ)音通訊、5G無(wú)線通訊系統(tǒng)，供相關(guān)方根據(jù)自身情況選用。

第一部分、自動(dòng)罐簾門(mén)

一、概述

目前，國(guó)內(nèi)絕大部分礦井的副井罐籠既升降人員又升降物料，罐籠多使用上下滑動(dòng)欄桿式罐簾門(mén)或轉(zhuǎn)軸式內(nèi)開(kāi)折頁(yè)門(mén)。主要由井口把鉤工或乘罐人員進(jìn)行人工操作，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大且來(lái)回靠近井口作業(yè)安全程度低。且不利于整個(gè)操車(chē)系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行。

針對(duì)以上問(wèn)題，近年來(lái)各廠家或礦方研發(fā)應(yīng)用各種自動(dòng)罐簾門(mén)，期驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)式，液壓式，氣動(dòng)式，彈簧蓄能式等等。

其中電動(dòng)式自動(dòng)升降罐簾門(mén)在用比例較大，為主流產(chǎn)品，以下對(duì)各種形式的電動(dòng)自動(dòng)罐簾門(mén)作優(yōu)劣分析。

二、技術(shù)方案

本公司推薦選用鋼絲繩纏繞式不銹鋼欄桿式安全門(mén)。

三、結(jié)構(gòu)及原理

自動(dòng)罐簾門(mén)主要由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行裝置。其中，驅(qū)動(dòng)裝置主要由電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、軸承座、滾筒、到位開(kāi)關(guān)等組成：執(zhí)行裝置主要由不銹鋼橫梁、連接板、提升鋼絲繩、導(dǎo)軌等組成。

本裝置是以西門(mén)子S7-1200 PLC為控制核心，通過(guò)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲繩纏繞在滾筒上，從而實(shí)現(xiàn)罐簾門(mén)的自動(dòng)升降。

 技術(shù)特征及主要技術(shù)性能

1.主要技術(shù)參數(shù)

門(mén)擋高度：>1200mm

擋桿間距：<200mm

擋桿距罐籠底部距離：<250mm

開(kāi)啟高度：在現(xiàn)有罐籠高度情況下，盡可能提高。

遙控距離：< 20米

打開(kāi)關(guān)閉時(shí)間：< 10S

2.技術(shù)特征

2.1罐簾門(mén)整體設(shè)計(jì)美觀，門(mén)擋全部采用無(wú)縫不銹鋼方管制作，運(yùn)行噪聲??；

2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用防水防爆電機(jī)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65以上，適應(yīng)井筒淋水環(huán)境；

2.3在罐簾門(mén)發(fā)生故障或下大件時(shí)，罐簾門(mén)橫桿可快速拆卸，橫桿拆除后不影響罐籠大型設(shè)備裝卸。

2.4具有罐簾門(mén)開(kāi)到位和關(guān)到位的限位保護(hù)，罐簾門(mén)動(dòng)作到位后自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。另罐簾門(mén)與推車(chē)機(jī)安全閉鎖，在罐簾門(mén)未全部打開(kāi)時(shí)，推車(chē)機(jī)不能動(dòng)作，防止搖臺(tái)或礦車(chē)碰撞罐簾門(mén)。

3.配套主要部件技術(shù)參數(shù)

3.1手持遙控器

3.1.1主體需采用增強(qiáng)型塑料，要求結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，體積小。

3.1.2需采用高性能低功耗單片計(jì)算機(jī)技術(shù)與穩(wěn)定可靠的 FSK 遙控編碼技術(shù)相結(jié)合，以達(dá)到控制系統(tǒng)的兼容性穩(wěn)定、可靠的目的。

3.1.3采用干電電池組供電，超低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)，長(zhǎng)時(shí)閑置手動(dòng)關(guān)機(jī)功能。

3.2.電瓶組及充電功能技術(shù)要求

3.2.1采用礦用鋰離子蓄電池電源，電壓24V，電池容量100AH具備充放電保護(hù)功能，電量顯示功能，使用壽命不得低于1年。

3.2.2本電源備用同容量電池組一組，用于電池箱電量即將耗盡時(shí)更換備用電池，不影響自動(dòng)罐簾門(mén)的正常使用。

3.2.3本電池箱備用充電接口，后續(xù)可采用無(wú)線充電或滾輪罐耳發(fā)電充電。

3.3 PLC控制箱

3.3.1本控制箱對(duì)罐簾門(mén)運(yùn)行進(jìn)行集中控制，實(shí)現(xiàn)遙控、順序動(dòng)作，開(kāi)關(guān)到位、與操車(chē)設(shè)備通信閉鎖功能。

3.3.1本控制箱可預(yù)留接口，以備以后罐籠內(nèi)增加燈光、照明、視頻監(jiān)控、無(wú)線語(yǔ)音通訊、載荷監(jiān)控等功能

3.4充電裝置

目前，對(duì)于提升容器的充電裝置有以下兩種方式：一是無(wú)線充電，二是用滾輪罐耳發(fā)電充電。

對(duì)于第一種無(wú)線充電，經(jīng)過(guò)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，已較為成熟，充電效果較好，利用罐籠休止時(shí)間基本上可以滿足用電量的需求。

對(duì)于第二種滾輪罐耳自發(fā)電方式，目前我公司已在研發(fā)試制中，預(yù)期效果較好，近期完成產(chǎn)品試驗(yàn)。

第二部分、自動(dòng)阻車(chē)器

一、概述

罐內(nèi)阻車(chē)器有多種方式。按操作方式分有手動(dòng)、外力開(kāi)閉式；按阻擋方式分有阻輪式、阻軸式。

以上各方式均不能由罐外操車(chē)設(shè)備聯(lián)鎖，不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操車(chē)設(shè)備的自動(dòng)化，大多需要人工干預(yù)，操車(chē)何止時(shí)間長(zhǎng)且存在一定的安全隱患。

在解決罐內(nèi)電源問(wèn)題后，阻車(chē)器完全可以要所各礦使用要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)阻車(chē)，自動(dòng)打開(kāi)并與安全門(mén)、搖臺(tái)、阻車(chē)器、推車(chē)機(jī)等設(shè)備通過(guò)PLC控制臺(tái)聯(lián)鎖運(yùn)行，也可單獨(dú)遙控。

二、技術(shù)方案

１.組成

自動(dòng)阻車(chē)器由阻爪、緩沖機(jī)構(gòu)、電動(dòng)開(kāi)閉機(jī)構(gòu)、位置傳感器、控制系統(tǒng)等組成。形式如下阻車(chē)器完全可以要所各礦使用要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)阻車(chē)，自動(dòng)打開(kāi)并與安全門(mén)、搖臺(tái)、阻車(chē)器、推車(chē)機(jī)等設(shè)備通過(guò)PLC控制臺(tái)聯(lián)鎖運(yùn)行。

三、主要技術(shù)性能

１.主要技術(shù)參數(shù)

1.1阻車(chē)方式：阻輪式

1.2兩阻爪間距：以礦方輪距實(shí)測(cè)確定

1.3開(kāi)閉方式：電動(dòng)

1.4遙控距離：< 20米

1.5控制方式：聯(lián)動(dòng)或單獨(dú)遙控。

2.技術(shù)特征

2.1阻爪設(shè)計(jì)合理，具備足夠的強(qiáng)度，開(kāi)啟阻力小；

2.2根據(jù)礦方使用礦車(chē)及載重情況設(shè)計(jì)緩沖器；

2.3驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用防水電機(jī)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65以上，適應(yīng)井筒淋水環(huán)境；

2.4在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可手動(dòng)打開(kāi)。

2.5設(shè)有高精度位置傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)阻爪的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)操車(chē)流程需要進(jìn)行打開(kāi)關(guān)閉，且具有防竄車(chē)功能。

2.6兩阻爪間位置可根據(jù)工況進(jìn)行調(diào)整。

3.配套主要部件技術(shù)參數(shù)（同自動(dòng)罐簾門(mén)，與其共用PLC控制箱、電源）

第三部分、無(wú)線視頻監(jiān)控及語(yǔ)音通訊

一、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

通過(guò)視頻傳輸功能可實(shí)現(xiàn)罐籠與車(chē)房的圖像采集及動(dòng)態(tài)查看，提高設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。

二、罐內(nèi)照明

防水棚頂部安裝兩個(gè)防爆型LED照明吸頂燈，確保罐籠內(nèi)有足夠的照明。罐籠內(nèi)照明控制方式為遙控器控制，以滿足乘人時(shí)照明需要。

三、無(wú)線語(yǔ)音系統(tǒng)

在信號(hào)房或車(chē)房?jī)?nèi)可以信息公告、播放音樂(lè)，可實(shí)現(xiàn)快速一鍵對(duì)講等。

第四部分、礦用隔爆型鋰離子電池箱電源及無(wú)線充電

一、電池箱

1、該系統(tǒng)由電池組、顯示器、防爆箱組成。

2、顯示器首頁(yè)能顯示電池電量（電壓），當(dāng)前用電流等參數(shù)；

3、充電電纜5米（即充電機(jī)到電池連接電纜，含兩頭插頭）；

4、可根據(jù)需要選擇電池容量60AH或100AH，并可提供可更換備用電池。

一、無(wú)線充電裝置

PWS-1K2-DC-48（24）(PBZ)型充電器是一款采用諧振式電磁感應(yīng)原理，可以實(shí)現(xiàn)為48V或24V直流電器設(shè)備非接觸式充供電的裝置，電器設(shè)備可以使用鋰電池、鉛酸電池和容性負(fù)載等。

該充電器輸入使用 220VAC±20%、50/60Hz 電源，輸出功率{**}高可達(dá)1100W，輸出電壓為0-55VDC。

發(fā)射機(jī)箱使用LED指示燈進(jìn)行狀態(tài)指示，可以清晰直觀的顯示當(dāng)前充電器運(yùn)行狀態(tài)。

1.發(fā)射機(jī)箱 4.發(fā)射線圈 7.接收線圈 8.接收機(jī)

第五部分、實(shí)時(shí)無(wú)線發(fā)射及接收

以上自動(dòng)罐簾門(mén)、阻車(chē)器各傳感器將信號(hào)接入PLC控制箱，經(jīng)過(guò)SIEMENS的S7-1200可編程序控制器（PLC）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過(guò)5GHz（為5G系統(tǒng)）天線發(fā)射裝置將信號(hào)實(shí)時(shí)定向傳送到地面，由設(shè)置在地面上5GHz無(wú)線接收裝置接收井下傳輸?shù)臒o(wú)線電信號(hào)。

天線采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸方式，井筒不加任何東西，同時(shí)天線適應(yīng)0-1500米的井筒，與地面組態(tài)軟件對(duì)接，傳輸穩(wěn)定不卡頓，同時(shí)可以發(fā)布在礦內(nèi)局域網(wǎng)上，傳輸?shù)饺魏嗡璨课弧?/span>

該5G無(wú)線傳輸系統(tǒng)，不僅可傳輸監(jiān)測(cè)控制信號(hào)，還可傳輸語(yǔ)音、視頻，預(yù)留后續(xù)加裝罐內(nèi)語(yǔ)音通訊及視頻監(jiān)控接口及提升機(jī)載荷監(jiān)測(cè)接口。